文章目录
前言
\qquad 在上一文的Central Cache介绍中，当 Central Cache 里某一个哈希桶里的span链表里的_useCount为0了，此时就说明要将span还回去给 Page Cache。
\qquad 但是呢，在 Page Cache 拿到了 Span 之后，我们的最终目标是要减少内存碎片的，所以我们可以考虑将还回来的Span与其他空闲的Span进行合并。
向前向后合并
怎么做
\qquad 当我们获得了一个空闲的Span时，我们自然而然的，也就获得了这个Span所管理的++页数++ ，以及++起始页号++ 。
\qquad 因为在上一文中，存在了对每一个页和span进行\[8️⃣ Central Cache 回收内存#解决措施\|映射建立]。
而假设我们通过Span获得了一个起始页号num，++那么num - 1就是对应的上一页++ ，而通过映射关系，自然而然的也就知道了这个页是属于哪一个Span管理的。
如图所示的结构，所以，在未来，我们找到了页号我们就一定能够找到这个Span的起始页号，再通过这个起始页号再往前面不断地寻找。
空闲的span？
\qquad 现在，你已经学会了怎么找前一个页的页号，也能找到对应的Span了，但是你得明确一点，这个Span很有可能现在还在Central Cache上喔，他并不是一个空闲的Span，这个Span现在还在切割空间给予Thread Cache使用呢！
\qquad 所以，这也就是为什么我们在设置\[4️⃣ Central Cache#Span 的结构\|Span]的时候，存在一个成员变量_isUse，用它来标记某一个Span目前的状态。所以接下来我要对代码进行补充。
- 第一个要补充的就是Central Cache在从Page Cache拿到Span的时候
c++
// 在对应哈希桶中获取一个非空的 spanSpan* CentralCache::GetOneSpan(SpanList &list, size_t byte_size)
{
// 1. 遍历一遍
Span* it = list.Begin();
while (it != list.End())
{
if (it->_freeList != nullptr)
return it;
it = it->_next;
}
// 2. 没有找到非空的 Span，只能向 page cache 申请
list._mtx.unlock(); // 桶锁：解锁 🔓
PageCache::GetInstance()->Get_pageMtx().lock(); // 大锁：加锁 🔒
Span* span = PageCache::GetInstance()->NewSpan(SizeClass::NumMovePage(byte_size));
span->_isUse = true; // 标记->正在使用
PageCache::GetInstance()->Get_pageMtx().unlock(); // 大锁：解锁 🔓
- 第二个就是在咱们上一文中，释放的时候
c++
void CentralCache::ReleaseListToSpans(void* start, size_t byte_size)
{
assert(start);
size_t index = SizeClass::Index(byte_size);
_spanLists[index]._mtx.lock(); // 加锁
while (start)
{
void* next = NextObj(start);
Span* span = PageCache::GetInstance()->MapObjectToSpan(start); // 获得当前对象 对应的 span NextObj(start) = span->_freeList;
span->_freeList = start;
span->_useCount--; // 更新被分配给 Thread Cache 的计数
if (span->_useCount == 0)
{
// 此时这个 span 就可以再回收给 Page Cache，Page Cache可以再尝试去做前后页的合并
_spanLists[index].Erase(span);
span->_freeList = nullptr;
span->_next = nullptr;
span->_prev = nullptr;
// 释放 span 给 Page Cache 时，使用 Page Cache 的锁就可以了，这时把桶锁解掉
_spanLists[index]._mtx.unlock();
PageCache::GetInstance()->Get_pageMtx().lock(); // 加大锁
span->_isUse = false; // 标记->没在使用了
PageCache::GetInstance()->ReleaseSpanToPageCache(span); // 交给 Page Cache PageCache::GetInstance()->Get_pageMtx().unlock(); // 解大锁详解流程
c++
void PageCache::ReleaseSpanToPageCache(Span*& span)
{
assert(span);
//===================
// 1. 向前合并
//===================
while (true)
{
if (span->_pageId == 0) break; // 防止溢出，可选
PAGE_ID prevId = span->_pageId - 1;
auto it = _idSpanMap.find(prevId);
if (it == _idSpanMap.end())
break;
Span* prevSpan = it->second;
// 前面的 span 还在被 Central Cache 使用，不能合并
if (prevSpan->_isUse)
break;
// 页面总数不能超过上限
if (prevSpan->_n + span->_n > NPAGES - 1)
break;
// 从自由链表中移除
_spanLists[prevSpan->_n].Erase(prevSpan);
// 向前扩展：新的起始页是 prevSpan 的起始页
span->_pageId = prevSpan->_pageId;
span->_n += prevSpan->_n;
delete prevSpan;
}
//===================
// 2. 向后合并
//===================
while (true)
{
PAGE_ID nextId = span->_pageId + span->_n; // 当前区间之后的第一页
auto it = _idSpanMap.find(nextId);
if (it == _idSpanMap.end())
break;
Span* nextSpan = it->second;
// 后面的 span 还在被 Central Cache 使用，不能合并
if (nextSpan->_isUse)
break;
if (nextSpan->_n + span->_n > NPAGES - 1)
break;
_spanLists[nextSpan->_n].Erase(nextSpan);
// 向后扩展：起始页不变，只增加长度
span->_n += nextSpan->_n;
delete nextSpan;
}
//===================
// 3. 把合并后的 span 当成空闲 span 挂回 PageCache //=================== // 清理一下小块信息（保险起见）
span->_objSize = 0;
span->_useCount = 0;
span->_freeList = nullptr;
span->_isUse = false;
_spanLists[span->_n].PushFront(span);
//===================
// 4. 重新建立"每一页 → span"的映射
//===================
for (size_t i = 0; i < span->_n; ++i)
{
PAGE_ID pid = span->_pageId + i;
_idSpanMap[pid] = span; // 直接覆盖旧值即可
}
}在这里有许多东西需要提前处理清楚，其实合并并不困难，本质就是对span的成员变量进行修改。
而真正要注意的则是细节，比如要记住不能超过最大空间，以及不要忘记再重新建立映射。
总结
\qquad 至此，我们的高并发内存池项目的整体框架已经全部实现完毕，后续的我也并不打算再继续了。虽然说要有头有尾吧，但是我现在必须要进行下一个项目了，而且这一是我的第一个C++项目，我也学会了应该如何去学习一个项目的编写！